脂肪酶在食品工业中有着广泛的应用,食品生产常需要在高温条件下进行,天然脂肪酶难以满足生产需求。科学家对已知氨基酸序列的脂肪酶进行改造,获得了耐高温的脂肪酶,提高了食品工业的生产效率。回答下列问题。
(1)根据耐高温脂肪酶的结构特点,推测其氨基酸序列,然后重新设计新脂肪酶的基因序列,获得耐高温的脂肪酶的技术称为___ 。一般来说,新的脂肪酶基因脱氧核苷酸序列会有多种可能,其原因是__ 。
(2)在设计出耐高温的脂肪酶基因后,对其进行PCR扩增的过程包括_____ 、复性和延伸。延伸过程中由于DNA聚合酶的特性,子链延伸的方向为________ 。
(3)利用质粒将改造后的耐高温脂肪酶基因导入大肠杆菌,构建基因工程菌甲,若要检测工程菌甲中的耐高温脂肪酶基因是否成功表达,则需利用到___ 杂交技术,若出现杂交带,则说明基因能在工程菌内正常表达。
(4)利用工程菌甲生产耐高温脂肪酶的过程中,传代多次后,生产条件未变,但某子代菌株不再产生耐高温脂肪酶。分析可能的原因是___ (答出两点即可)。
(1)根据耐高温脂肪酶的结构特点,推测其氨基酸序列,然后重新设计新脂肪酶的基因序列,获得耐高温的脂肪酶的技术称为
(2)在设计出耐高温的脂肪酶基因后,对其进行PCR扩增的过程包括
(3)利用质粒将改造后的耐高温脂肪酶基因导入大肠杆菌,构建基因工程菌甲,若要检测工程菌甲中的耐高温脂肪酶基因是否成功表达,则需利用到
(4)利用工程菌甲生产耐高温脂肪酶的过程中,传代多次后,生产条件未变,但某子代菌株不再产生耐高温脂肪酶。分析可能的原因是
更新时间:2024-05-16 20:54:27
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【推荐1】【生物——选修3:现代生物科技专题】MagaininmⅡ是非洲爪蟾皮肤分泌的一种抗菌肽,能对细菌、真菌、肿瘤细胞等产生明显的抑制效果。科学工作者通过基因工程技术获得能表达该种抗菌肽的大肠杆菌。请回答下列问题:
(1)和抗体相比,抗菌肽的抗菌作用具有________________ 特点。
(2)依据抗菌肽氨基酸序列人工设计合成的 MagaininmⅡ基因能在大肠杆菌细胞中表达出相同抗菌效果的抗菌肽,其原因是_______________ 。
(3)可用PCR技术对人工合成的 MagaininmⅡ基因进行扩增。请完成下表,比较细胞内DNA复制和PCR扩增DNA的异同:
(4)下图为某质粒的示意图,若目的基因插入b位点,则导入重组质粒的受体菌在含氨苄青霉素的培养基上能增殖,同时在____________ 。
目的基因在受体菌中表达,还需要在目的基因首端具有________________ 。
(1)和抗体相比,抗菌肽的抗菌作用具有
(2)依据抗菌肽氨基酸序列人工设计合成的 MagaininmⅡ基因能在大肠杆菌细胞中表达出相同抗菌效果的抗菌肽,其原因是
(3)可用PCR技术对人工合成的 MagaininmⅡ基因进行扩增。请完成下表,比较细胞内DNA复制和PCR扩增DNA的异同:
DNA复制 | PCR扩增DNA技术 | |
1 | 解旋酶解旋 | ① |
2 | DNA聚合酶 | ② |
3 | 边解旋边复制 | 先解旋后复制 |
4 | 半保留复制 | 半保留复制 |
(4)下图为某质粒的示意图,若目的基因插入b位点,则导入重组质粒的受体菌在含氨苄青霉素的培养基上能增殖,同时在
目的基因在受体菌中表达,还需要在目的基因首端具有
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解题方法
【推荐2】水蛭素是一种小分子蛋白质,对凝血酶有极强的抑制作用,是迄今为止所发现的最强凝血酶天然特异抑制剂,在心脑血栓疾病治疗中均有显著作用。天然水蛭素主要从医用水蛭的唾液腺中分离出来,产量有限,因此利用基因工程制备重组水蛭素成为抗血栓治疗的研究热点之一。基因工程中所用的质粒图谱如下图。Sac Ⅰ、Hind Ⅲ和BamH I为三种限制性内切核酸酶,(图中限制酶的识别序列和切割后的黏性末端均不同)回答下列问题:(1)获取目的基因:从________ 细胞中获取mRNA。已知水蛭素基因的α链为转录的模板链,在设计用于cDNA扩增的特异性引物时,需要在引物______ (A/B/C/D)的______ 端添加BamH I识别序列和强启动子序列。
(2)构建重组质粒:对质粒选择用BamH I、Hind Ⅲ 限制酶进行酶切,与目的基因构建重组DNA分子,目的基因和质粒可以“拼接”成功的原因是_____________ 。用Sac Ⅰ酶切构建后的重组DNA,经凝胶电泳确定重组DNA 的片段长度,电泳过程中观察到_________________ ,关闭电泳仪电源。
(3)导入大肠杆菌;为提高大肠杆菌的转化效率,可将大肠杆菌放于低温、_____________ (“高”或“低”)浓度的CaCl2溶液中,可使细胞膨胀通透性增加,制备成_____________ ,促进重组质粒的转入。
(4)筛选与检测:将大肠杆菌培养在添加_____________ 的LB固体培养基上,可筛选得到转入重组质粒的大肠杆菌。还可以用_____________ 技术更加精准地鉴定大肠杆菌细胞中是否转入了水蛭素基因。
(5)生产:在规模化的发酵生产中,需监控发酵过程的营养供给、_____________ (写2点)等变化。采用低温(4℃)离心、萃取方法分离和提纯水蛭素,低温处理的目的是_____________ ,其理由是_____________
(6)通过上述方法生产的水蛭素的抗凝血活性低于天然野生型水蛭素,可通过大引物PCR定点诱变改良基因。需要进行两轮PCR(PCR1和PCR2)见下图。在PCR1中,至少需要经过___ 个循环才能获得图中所示大引物。在PCR2中,若要获得带有突变位点的改良基因,则应选择的引物是___ (填“①”或“②”)。
(2)构建重组质粒:对质粒选择用BamH I、Hind Ⅲ 限制酶进行酶切,与目的基因构建重组DNA分子,目的基因和质粒可以“拼接”成功的原因是
(3)导入大肠杆菌;为提高大肠杆菌的转化效率,可将大肠杆菌放于低温、
(4)筛选与检测:将大肠杆菌培养在添加
(5)生产:在规模化的发酵生产中,需监控发酵过程的营养供给、
(6)通过上述方法生产的水蛭素的抗凝血活性低于天然野生型水蛭素,可通过大引物PCR定点诱变改良基因。需要进行两轮PCR(PCR1和PCR2)见下图。在PCR1中,至少需要经过
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【推荐3】盐分是限制植物生长发育的重要因素之一。科研人员尝试利用獐茅液泡膜Na+/K+逆向转运蛋白基因(AINHX基因)培育转基因耐盐马铃薯。
(1)通常从獐茅的__________ 中获取AINHX基因用以构建基因表达载体,构建基因表达载体过程中必须使用的工具酶是_______________________________ 。
(2)为保证目的基因在马铃薯根细胞中能够正常表达,运载体上应含有特定的_________________ 。
(3)马铃薯的转化过程常用农杆菌转化法,这种方法是利用了农杆菌的Ti质粒上的T-DNA具有__________________ 的特点。
(4)为探究目的基因整合到马铃薯基因组是否转录,可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成_______________ ,再利用PCR方法进行基因扩增,基因扩增时需要先根据__________________________ 合成引物。若对基因扩增n代,则共需消耗____________ 对引物。若以根细胞为材料扩增结果为阳性(有产物生成),以叶细胞为材料扩增结果为阴性(无产物生成),则说明______________________ 。
(5)为证明转基因马铃薯获得了耐盐性,将生长至4叶期的转基因幼苗转入___________________ 培养液中培养,30天后观察植株生长状况。
(1)通常从獐茅的
(2)为保证目的基因在马铃薯根细胞中能够正常表达,运载体上应含有特定的
(3)马铃薯的转化过程常用农杆菌转化法,这种方法是利用了农杆菌的Ti质粒上的T-DNA具有
(4)为探究目的基因整合到马铃薯基因组是否转录,可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成
(5)为证明转基因马铃薯获得了耐盐性,将生长至4叶期的转基因幼苗转入
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【推荐1】番木瓜是一种优质热带水果,在我国有“岭南佳果”之美誉。但番木瓜容易受番木瓜环斑病毒(PRSV)的侵袭,导致产量大大下降。科研人员将PRSV的衣壳蛋白基因导入番木瓜,培育出转基因番木瓜。据此回答下列问题:
(1)PRSV的衣壳蛋白基因可以在番木瓜细胞中表达出相应蛋白,是因为______ 。
(2)可利用PCR技术大量扩增PRSV的衣壳蛋白基因,该技术需要的基本条件有温度控制、引物、______ 、______ ,其中,引物是指______ ;PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+,Mg2+的作用是______ 。
(3)欲从个体生物学水平检测PRSV的衣壳蛋白基因是否赋予了番木瓜相应的特性,最有效的方法是______ 。
(4)科研人员在一株野生型番木瓜中提取到一种抗PRSV的蛋白M,利用相关技术使蛋白M的某个氨基酸发生改变,提高了蛋白M抗PRSV的性能,该技术属于______ 。
(1)PRSV的衣壳蛋白基因可以在番木瓜细胞中表达出相应蛋白,是因为
(2)可利用PCR技术大量扩增PRSV的衣壳蛋白基因,该技术需要的基本条件有温度控制、引物、
(3)欲从个体生物学水平检测PRSV的衣壳蛋白基因是否赋予了番木瓜相应的特性,最有效的方法是
(4)科研人员在一株野生型番木瓜中提取到一种抗PRSV的蛋白M,利用相关技术使蛋白M的某个氨基酸发生改变,提高了蛋白M抗PRSV的性能,该技术属于
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【推荐2】科学家从大量木乃伊中获得少量木乃伊DNA,进行克隆,复制了2400年前的DNA。兴趣小组同学模拟了其中部分研究过程,设计了如下实验(MspⅠ、BamⅢ、MboⅠ、SmaⅠ为4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG,如图所示)。请回答以下问题:
(1)从解旋过程进行分析,PCR扩增木乃伊基因与体内DNA复制过程不相同的地方是_____ (答出两点)。
(2)若将图乙中质粒和图甲中木乃伊基因通过同种限制酶处理后,构建重组质粒,应选用的限制酶是____________ ,选择理由是__________ 。
(3)经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,最可能的原因是______ 。
(4)据图丙分析,培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外,培养基A、B还应分别含有_____________ 。从检测筛选的结果分析,含有目的基因的是__________ 菌落中的细菌。
(1)从解旋过程进行分析,PCR扩增木乃伊基因与体内DNA复制过程不相同的地方是
(2)若将图乙中质粒和图甲中木乃伊基因通过同种限制酶处理后,构建重组质粒,应选用的限制酶是
(3)经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,最可能的原因是
(4)据图丙分析,培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外,培养基A、B还应分别含有
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【推荐3】土壤盐渍化影响水稻生长发育。将水稻耐盐碱基因 OsMYB56导入不耐盐碱水稻品种吉粳88中,培育耐盐碱水稻新品种,其操作流程及可能用到的限制酶如图,其中bar为抗除草剂基因,Tetr为四环素抗性基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因,①~⑦表示操作过程。
(1)过程①PCR扩增 OsMYB56需要添加引物,应选用的引物组合为_____
(2)根据基因表达载体的结构组成分析,Ti质粒中的CaMV35S是_______ 。其功能是______ 。
(3)过程③应选用______ 切割质粒,利用所选限制酶进行操作的优势是________ 。切割后需要用________ 进行连接才能获得重组质粒。
(4)为了筛选出含重组质粒的受体细胞,应在添加________ 的选择培养基上培养。培养后获得的菌落不能判定是否含有重组质粒,原因是_______ 。
限制酶 | BamHⅠ | BclⅠ | SmaⅠ | Sau3AⅠ |
识别位点及切割位点 | -G↓GATCC- | -T ↓GATCA- | -CCC↓GGG- | -↓GATC- |
A.5′-CTTGGATGAT-3′和5′-TCTGTTGAAT-3′ |
B.5′-CTTGGATGAT-3′和5′-TAAGTTGTCT -3′ |
C.5′-ATTCAACAGA -3′和5′-ATCATCCAAG-3′ |
D.5′-ATTCAACAGA-3′和5′-GAACCTACTA-3′ |
(3)过程③应选用
(4)为了筛选出含重组质粒的受体细胞,应在添加
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【推荐1】水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隐性突变体(正常基因M突变为m)。雄性不育植株不能产生可育花粉,但能产生正常雌配子。
(1)水稻的花为两性花,自花授粉并结种子。在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无需进行_____________ ,大大减轻了杂交操作的工作量。
(2)我国科研人员将紧密连接的,且不与其它基因发生交换的三个基因M、P和R(P是与花粉代谢有关的基因,R为红色荧光蛋白基因)成功转入雄性不育水稻植株的一条染色体DNA中,获得转基因植株,如下图所示。
向雄性不育植株转入M基因的目的是让转基因植株_____________ 。转基因植株自交后代中,雄性不育植株为_____________ 荧光植株,由无荧光植株和红色荧光植株的性状分离比为_____________ ,分析P基因的功能是_____________ 。
(3)雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是_______________________________________ 。
(1)水稻的花为两性花,自花授粉并结种子。在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无需进行
(2)我国科研人员将紧密连接的,且不与其它基因发生交换的三个基因M、P和R(P是与花粉代谢有关的基因,R为红色荧光蛋白基因)成功转入雄性不育水稻植株的一条染色体DNA中,获得转基因植株,如下图所示。
向雄性不育植株转入M基因的目的是让转基因植株
(3)雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是
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【推荐2】抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种人体血浆蛋白,临床上作为药物主要用于血液性疾病的治疗。下图为培育转基因绵羊生产抗凝血酶Ⅲ蛋白药物的流程图。请回答:
(1)在过程①构建的基因表达载体中,为实现抗凝血酶Ⅲ基因能在转基因绵羊的乳腺细胞中表达,应让该基因与__________ 的启动子等调控组件结合在一起,转基因绵羊进入泌乳期后,可以通过分泌的乳汁来生产抗凝血酶Ⅲ蛋白。过程④中采用的最为有效的技术是____________ 。
(2)过程⑤涉及到的动物细胞工程技术是_________ 。选用MII中期的卵母细胞作为受体细胞,对受体细胞作去核处理的目的是______________ 。
(3)过程⑥早期胚胎培养过程中,培养液成分除了糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质外,通常还需要加入_________________ 等一些天然成分。过程⑦移植后的胚胎在受体子宫存活的生理学基础是___________ 。
(1)在过程①构建的基因表达载体中,为实现抗凝血酶Ⅲ基因能在转基因绵羊的乳腺细胞中表达,应让该基因与
(2)过程⑤涉及到的动物细胞工程技术是
(3)过程⑥早期胚胎培养过程中,培养液成分除了糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质外,通常还需要加入
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【推荐3】马铃薯是世界上仅次于小麦、玉米、水稻之后的第四大粮食作物,广泛种植于世界各地。马铃薯淀粉是食品加工的基本原料,包含可溶于水的支链淀粉和不溶于水的直链淀粉,对于加工而言,单纯的支链淀粉要优越的多。马铃薯是四倍体作物,难以用常规育种方法改良,且许多优良栽培品种仍受到真菌性、病毒性、细菌性病害的危害。
(1)马铃薯淀粉的生物合成是由多种酶协同工作完成的,阻断其中任何一个酶的功能,就将改变淀粉粒的理化性质,使其符合特殊的工业要求。以上体现的基因对性状的控制方式是__________ 。请你根据基因工程的原理,提供生产只有支链淀粉的马铃薯思路:___________ 。
(2)马铃薯生物反应器:用__________ 法转化马铃薯,将__________ 导入马铃薯的外植体,利用___________ 技术获得转基因马铃薯植株,成功表达出了禽流感病毒血凝素疫苗,该疫苗是否具有活性,需要在__________ 水平进行检测。
(3)培育脱毒马铃薯时,外植体宜选用___________ (填“茎尖”或“叶片”),不选另外一个部位的理由是__________ 。
(1)马铃薯淀粉的生物合成是由多种酶协同工作完成的,阻断其中任何一个酶的功能,就将改变淀粉粒的理化性质,使其符合特殊的工业要求。以上体现的基因对性状的控制方式是
(2)马铃薯生物反应器:用
(3)培育脱毒马铃薯时,外植体宜选用
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【推荐1】埃博拉病毒(EBoV)衣壳外有包膜,包膜上有多种棘突蛋白,其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞识别。如图为制备抗埃博拉病毒单克隆抗体的过程。回答下列问题:
(1)制备抗埃博拉病毒单克隆抗体过程中需要用灭活的EBoV对小鼠进行多次注射的目的是__________ 。
(2)细胞融合的原理是___________ 。通常将获得的杂交瘤细胞放置于__________ 的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
(3)单克隆抗体制备过程中要经过两次筛选。第一次筛选出杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞进,经多次筛选后可获得足够数量的单克隆抗体。筛选后进行___________ 。杂交瘤细胞具备的特点是___________ 。
(4)体外培养杂交瘤细胞的培养液中营养物质种类要齐全,比例要合适,此外为补充细胞生长所需的未知营养物质还需要添加________ 等一些天然成分。获得的单克隆抗体最终可以从_________ 或___________ 中提取。
(5)为克服鼠源性单抗的异源性反应,科研人员通过人工改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,获得了嵌合抗体。该嵌合抗体的研制属于________ 工程科技范畴。
(1)制备抗埃博拉病毒单克隆抗体过程中需要用灭活的EBoV对小鼠进行多次注射的目的是
(2)细胞融合的原理是
(3)单克隆抗体制备过程中要经过两次筛选。第一次筛选出杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞进,经多次筛选后可获得足够数量的单克隆抗体。筛选后进行
(4)体外培养杂交瘤细胞的培养液中营养物质种类要齐全,比例要合适,此外为补充细胞生长所需的未知营养物质还需要添加
(5)为克服鼠源性单抗的异源性反应,科研人员通过人工改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,获得了嵌合抗体。该嵌合抗体的研制属于
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【推荐2】2018年7月,某生物公司的百白破疫苗检验不符合规定。为生产高效价疫苗和简化计划免疫程序,科学家研制出基因工程乙肝-百白破(rHB-DTP)四联疫苗,经各项检测均通过rHB-DTP四联疫苗制检规程的要求。其有效成分是乙肝病毒表面抗原、百日咳杆菌、白喉杆菌和破伤风杆菌的四种类毒素。请分析回答下列问题:
(1)为获取百日咳杆菌类毒素的基因,可从百日咳杆菌的细胞中提取对应____________ ,在逆转录酶的作用下合成双链cDNA片段,获得的cDNA片段与百日咳杆菌中该基因碱基序列__________________ (填“相同”或“不同”)。
(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小,且序列已知,获得目的基因可采用__________ ,然后通过____________ 大量扩增,此技术的前提是已知一段目的基因的核苷酸序列以便合成引物。
(3)把目的基因导受体细胞时,科学家采用了改造后的腺病毒作为载体,写出你认为科学家选它的理由________________________________________________ 。(写出2点)
(4)研究发现,如果将白喉杆菌类毒素20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸,免疫效果更好,请写出此种技术的基本流程____________________________________ 。
(5)实验证明,一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好,其主要原因是体内产生的_________ 数量增多,当同种抗原再次侵入人体时二次免疫的特点是____________ ,免疫预防作用更强。
(1)为获取百日咳杆菌类毒素的基因,可从百日咳杆菌的细胞中提取对应
(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小,且序列已知,获得目的基因可采用
(3)把目的基因导受体细胞时,科学家采用了改造后的腺病毒作为载体,写出你认为科学家选它的理由
(4)研究发现,如果将白喉杆菌类毒素20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸,免疫效果更好,请写出此种技术的基本流程
(5)实验证明,一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好,其主要原因是体内产生的
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【推荐3】为增加油葵种子中的含油量,科学家尝试将花生中的酶A基因导入油葵细胞,获得转基因油葵新品种。
(1)为获取目的基因,可从花生细胞中提取______________ ,经逆转录形成____________ 。以此为模板通过_____________ 扩增目的基因。
(2)构建重组DNA分子需用载体,常见的载体有____________ ;构建好的载体一般都包括以下几个部分:启动子、目的基因和__________________
(3)剪取油葵的叶片放入浸染液中,一段时间后筛选获得转基因油菜细胞。最后经过___________ 培育成转基因油葵植株,此种技术的原理是___________________ 。
(4)研究发现,如果将该酶A的20位和24位氨基酸变为半胱氨酸其催化能力将提高2倍。通过蛋白质工程对酶A进行改造,所需步骤有:蛋白质的结构和功能分析→_______ →________ →将改造后的酶A基因导入受体细胞→获得所需的蛋白质。
(5)经过种植转基因油葵发现,虽然转基因油葵种子中含油量上升,但是抗灰霉菌的能力丢失,其原因是_______ 。
(1)为获取目的基因,可从花生细胞中提取
(2)构建重组DNA分子需用载体,常见的载体有
(3)剪取油葵的叶片放入浸染液中,一段时间后筛选获得转基因油菜细胞。最后经过
(4)研究发现,如果将该酶A的20位和24位氨基酸变为半胱氨酸其催化能力将提高2倍。通过蛋白质工程对酶A进行改造,所需步骤有:蛋白质的结构和功能分析→
(5)经过种植转基因油葵发现,虽然转基因油葵种子中含油量上升,但是抗灰霉菌的能力丢失,其原因是
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